高效作业10 第2章 第3节 化学反应的方向-【精彩三年】2024-2025学年高中化学选择性必修1课程探究与巩固Word教参（人教版2019）

高效作业10 [第三节　化学反应的方向] [A级　新教材落实与巩固] 1．下列过程在一定条件下能自发进行，但不能用熵增解释的是(　D　) A. 花香四溢 B. 冰块熔化 C. Na2CO3·10H2O风化 D. 水蒸气冷凝 【解析】 花香四溢自发进行，使体系的混乱程度增大，导致熵增加，A不符合题意；冰块熔化能够自发进行，水分子之间距离增大，体系的混乱程度增大，导致熵增加，B不符合题意；Na2CO3·10H2O风化能够自发进行，风化使结晶水合物变为Na2CO3和H2O，H2O分子之间距离增大，体系的混乱程度增大，导致熵增加，C不符合题意；水蒸气遇冷会冷凝变为液体水，使水分子排列由无序变得有序，体系混乱程度减小，熵减小，因此该过程能自发进行但不能用熵增解释，D不符合题意。 2．下列过程属于非自发的是(　A　) A. 电解饱和食盐水制氯气 B. 蔗糖在水中溶解 C. 冬天水结成冰 D. 碳酸钙高温分解 【解析】 饱和食盐水电解制取氯气时需要外加电源，该过程需要外力，所以属于非自发过程，A符合题意；蔗糖在水中溶解不需要外力作用就可以发生，因此属于自发过程，B不符合题意；冬天水结成冰不需要外力作用就可以发生，因此属于自发过程，C不符合题意；在高温条件下碳酸钙发生分解反应，不再需要外力就可以发生，因此该高温条件下的分解过程为自发过程，D不符合题意。 3．下列说法中正确的是(　C　) A. 能够自发进行的反应一定能迅速进行 B. ΔH－TΔS＜0的反应，不需要任何条件就可自发进行 C. 冰在室温下自动熔化成水，这是熵增的过程 D. X(s)＋bY(g)===3Z(g)　ΔH＜0该反应能自发，必须满足b＜3 【解析】 ΔG<0，反应能自发进行，能自发进行的反应，反应速率不一定大，如金属的腐蚀，A错误；反应自发进行的条件是ΔH－TΔS<0，有些反应自发进行需要一定的条件，B错误；同种物质熵值：液体＞固体，则冰在室温下自动熔化成水，是熵增的过程，C正确；根据ΔH－TΔS<0，ΔH＜0，ΔS＞0，任何温度下都可自发进行，则需满足b＜3；ΔH＜0，ΔS＜0，低温条件下也可自发进行，则满足b＞3，D错误。 4．关于①氨气与氯化氢气体的反应、②碳酸氢钠的分解反应的熵变说法正确的是(　D　) A. 均为熵增加反应 B. 均为熵减小反应 C. 反应①熵增加，反应②熵减小 D. 反应①熵减小，反应②熵增加 【解析】 ①NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s) ②2NaHCO3(s)Na2CO3(s)＋CO2(g)＋H2O(l) ①为熵减小的反应，②为熵增加的反应，D正确。 5．下列过程中吸热、同时体系的混乱程度增大的是(　A　) A. Fe(s)―→ Fe(g) B. C(g)＋O2(g)===CO2(g) C. CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s) D. NaOH(s)===Na＋(aq)＋OH－(aq) 【解析】 同种物质的熵值：气体＞液体＞固体，Fe(s)―→Fe(g)，物质由固体变化为气体，需要吸收热量，混乱度增大，属于熵增大的过程，A项正确；C(g)＋ O2(g)===CO2(g)，该反应为放热反应，反应前后气体的体积减小，体系混乱程度减小，为熵减小的过程，B项错误；CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s)，该反应为放热反应，且体系的混乱程度减小，C项错误；氢氧化钠固体溶解放热，第一步电离过程为吸热过程，第二步形成水合离子的过程为放热过程，由于第二步放出的热量更多，所以氢氧化钠溶于水的过程为放热过程，形成离子的过程混乱程度增大，属于熵增大的过程，D项错误。 6．下列反应在一定条件下能自发进行且为熵减反应的是(　A　) A. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) B. CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) C. 2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g) D. C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g) 【解析】 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)为放热反应，且气体转变成液体为熵减反应，较低温度下可实现ΔH－TΔS＜0，属于自发反应，A符合题意；CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)为熵增反应，B不符合题意；2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)为熵增反应，C不符合题意；C3H8(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(g)为熵增反应，D不符合题意。 7．下列说法正确的是(　D　) A. 恒温恒压下，ΔH<0且ΔS>0的反应一定不能自发进行 B. 非自发的反应一定可以通过改变条件使其成为自发反应 C. 相同物质的量的同种物质，气态时熵值最小，固态时熵值最大 D. 反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH<0 【解析】 恒温恒压下，ΔH<0且ΔS>0的反应在任何条件下均有ΔH－TΔS＜0，一定能自发进行，A项错误；非自发的反应ΔH－TΔS＞0，改变条件，不会改变结果，B项错误；同一种物质的熵：气态>液态>固态，即相同物质的量的同种物质气态时熵值最大，固态时熵值最小，C项错误；反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)的ΔS＜0，在室温下可自发进行，则ΔH－TΔS＜0，即该反应的ΔH<0，D项正确。 8．[2023·杭四中学检测]在图①中A、B两个容器里，分别收集着两种作用不同的理想气体。若将中间活塞打开，两种气体分子立即都占据了两个容器(如图②)。关于此物理过程的下列说法不正确的是(　D　) A. 此过程是体系从混乱程度小向混乱程度大变化的过程，即熵增大的过程 B. 此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出 C. 在一定条件下，不用借助外力就能自发进行的过程是自发过程 D. 此过程是自发可逆的 【解析】 由题意知该过程中ΔH＝0，ΔS＞0，所以ΔH－TΔS＜0，可知该过程为自发过程，其逆过程不能自发进行，即不可逆。将中间活塞打开，两种气体分子立即都分布在两个容器中，可知该过程混乱度增大，是由有序到无序的过程，属于熵增加的过程，A正确；将中间活塞打开，两种气体分子立即都分布在两个容器中，可知此过程为自发过程，而且没有热量的吸收或放出，B正确；根据自发过程的含义可知，在一定条件下，不用借助外力就能自发进行的过程是自发过程，C正确；由题意知该过程中ΔH＝0，ΔS＞0，所以ΔH－TΔS＜0，可知该过程为自发过程，其逆过程不能自发进行，D错误。 9．下列说法正确的是(　C　) A. 焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据 B. CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<0 C. 反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)常温下能自发进行，是因为该反应的焓效应大于熵效应 D. 在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂，可以改变产生尾气反应的方向 【解析】 焓变或熵变均与反应的自发性有关，ΔH－TΔS＜0为判断反应进行的复合判据，则焓变或熵变不能单独作为反应自发性的判据，故A错误；CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，则说明室温下ΔH－TΔS＞0，该反应ΔS＞0，则ΔH＞TΔS＞0，故B错误；反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)的ΔS＜0，常温下能自发进行，则必须满足ΔH－TΔS＜0，即ΔH＜TΔS＜0，该反应为放热反应，反应能自发进行由焓变决定，即该反应的焓效应大于熵效应，故C正确；催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应方向，故D错误。 10．在催化剂作用下，可使汽车尾气中的CO跟NO发生反应：2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0，下列关于该反应的说法正确的是(　C　) A. 该反应在任意温度下均能自发进行 B. 该反应的ΔS>0 C. 该反应在低温下更易进行 D. 已知该反应K值很大，由此可推测该反应即使没有催化剂反应速率也很大 【解析】 该反应是一个气体总体积减小的放热反应，则ΔH<0，ΔS<0，低温条件下ΔH－TΔS<0，能自发进行，故A、B错误，C正确；催化剂能降低反应的活化能，增大反应速率，化学平衡常数大只能说明反应的程度大，不能说明反应速率的大小，则无法通过K值判断没有催化剂时，反应速率的大小，故D错误。 11．下列说法中正确的是(　D　) A. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应吸热，因此该反应在室温下是非自发反应 B. O2转变为O3时，熵增加 C. 合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0，高温有利于其自发进行 D. 某反应2AB(g)⥫⥬C(g)＋3D(g)在高温时能自发进行，其逆反应在低温时能自发进行，则该反应的正反应ΔH＞0、ΔS＞0 【解析】 Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应吸热，但该反应的ΔS＞0，因此该反应在室温下是自发反应，A错误；O2转变为O3时，即3O2===2O3，熵减小，B错误；合成氨反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0，ΔS＜0，则低温有利于其自发进行，C错误；某反应2AB(g)⥫⥬C(g)＋3D(g)　ΔS＞0，若ΔH＜0，则任何温度下均能自发进行，若在高温时能自发进行，说明ΔH＞0，则其逆反应ΔH＜0，ΔS＜0，故在低温时能自发进行，D正确。 12．将CO2转化为燃料甲醇是实现碳中和的途径之一。在恒温恒容密闭容器中进行反应：CO2(g)＋3H2(g) ⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH，下列有关说法正确的是(　A　) A. 若升高温度，平衡向逆反应方向移动，则ΔH<0 B. 正反应为熵增过程，ΔS>0 C. 若混合气体的密度不随时间变化，可说明反应达到平衡 D. 加入催化剂，可提高CO2的平衡转化率 【解析】 若升高温度，平衡向逆反应方向移动，说明该反应为放热反应，ΔH<0，故A正确；由化学方程式可知，该反应是气体总体积减小的反应，ΔS<0，故B错误；由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，在恒温恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变，故C错误；加入催化剂，降低反应的活化能，反应速率增大，但化学平衡不移动，二氧化碳的平衡转化率不变，故D错误。 [B级　素养养成与评价] 13．[2023·萧山中学检测]对于化学反应方向的确定，下列说法不正确的是(　C　) A. 在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向 B. 温度、压强一定时，放热的熵增反应一定能自发进行 C. 能够自发进行的反应一定是熵增的过程 D. 固体的溶解过程与熵变有关 【解析】 ΔG＝ΔH－TΔS是一定条件下化学反应能否自发进行的复合判据，即在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向，A正确；放热反应的焓变小于零，熵增反应的熵变大于零，则根据ΔG＝ΔH－TΔS<0反应自发进行，可判断放热的熵增反应一定能自发进行，B正确、C错误；固体的溶解过程中，体系的混乱度增大，与熵变有关，D正确。 14．自然界中存在天然的大气固氮过程：N2(g)＋O2(g)⥫⥬2NO(g)，人工固氮则主要依靠工业合成氨，下列说法不正确的是(　B　) 反应 大气固氮 工业固氮 温度/℃ 27 2 000 25 350 400 450 平衡常数 3.84×10-31 0.1 5×108 1.847 0.507 0.152 A. 工业固氮为熵减反应 B. 常温下，大气固氮很难进行，而工业固氮却容易进行 C. 人类大规模模拟大气固氮应用于工业上意义不大 D. 工业固氮温度越低，氮气与氢气反应越完全 【解析】 工业固氮：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)，反应后气体分子数减少，所以为熵减反应，A正确；平衡常数的大小是衡量反应进行的程度，平衡常数越大，说明反应进行越完全，与反应进行的难易程度无关，B错误；大气固氮进行的程度很小，利用大气固氮原理进行工业生产，产率很小，没有实际意义，C正确；由表格数据可知，温度越低，平衡常数越大，平衡正向移动，反应越完全，D正确。 15．下列反应是氧化还原反应且在任何温度下都能正向自发进行的是(　A　) A. 2KClO3(s)===2KCl(s)＋3O2(g)　ΔH<0 B. 2CO(g)===2C(s，石墨)＋O2(g)　ΔH>0 C. 4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)　ΔH<0 D. CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH>0 【解析】　ΔH<0，ΔS>0，可满足ΔH－TΔS<0，反应在任何温度下都能正向自发进行，且该反应是氧化还原反应，A符合；ΔH>0，ΔS<0，ΔH－TΔS>0，反应在任何温度下都不能正向自发进行，B不符合；ΔH<0，ΔS<0，温度较低时可满足ΔH－TΔS<0，反应在较低温度下能正向自发进行，C不符合；ΔH>0，ΔS>0，温度较高时可满足ΔH－TΔS<0，反应在较高温度下能正向自发进行，且不是氧化还原反应，D不符合。 16．下列内容与结论相对应的是(　C　) 选项 内容 结论 A H2O(l)变成H2O(g) ΔS＜0 B 硝酸铵溶于水可自发进行 ΔS＜0 C 一个反应的ΔH＜0，ΔS＞0 该反应在任意温度下均可自发进行 D CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s) 反应在高温下自发进行 【解析】 H2O(l)变成H2O(g)，混乱度增大，ΔS＞0，A错误；硝酸铵溶于水，混乱度增大，ΔS＞0，B错误；一个反应的ΔH＜0，ΔS＞0，则ΔG＝ΔH－TΔS<0，则反应在任意温度下均可自发进行，C正确；CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s)，ΔH＜0，ΔS＜0，若要反应自发进行，ΔG＝ΔH－TΔS＜0，反应在低温下自发进行，D错误。 17．[2023·衡水中学检测]利用催化剂将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，是尾气处理的一种方法，化学方程式为2NO＋2CO===2CO2＋N2。为测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO的浓度如表所示。 时间/s 0 1 2 3 4 5 c(NO)/ (mol·L-1) 1.00×10-3 4.50×10-4 2.50×10-4 1.50×10-4 1.00×10-4 1.00×10-4 c(CO)/ (mol·L-1) 3.60×10-3 3.05×10-3 2.85×10-3 2.75×10-3 2.70×10-3 2.70×10-3 下列说法不正确的是(　C　) A. 该反应能自发进行，则反应的ΔH<0 B. 前2 s内的平均反应速率v(N2)＝1.875×10-4 mol·L-1·s-1 C. 在该温度下，反应的平衡常数K＝500 D. 在密闭容器中发生上述反应，缩小容积能提高NO的转化率 【解析】 当ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应可以自发，该反应为气体化学计量数减小的反应，ΔS＜0，则只有ΔH<0时才可能满足ΔG＜0，A正确；前2 s内Δc(NO)＝(1.00×10-3－2.5×10-4)mol/L＝7.5×10-4 mol/L，根据反应的化学方程式可知相同时间内Δc(N2)＝3.75×10-4 mol/L，v(N2)＝＝1.875×10-4 mol/(L·s)，B正确；根据表格数据可知4 s后CO和NO的浓度不再改变，反应达到平衡，此时c(NO)＝1.00×10-4 mol/L、c(CO)＝2.70×10-3 mol/L，Δc(NO)＝9×10-4 mol/L，则c(CO2)＝9×10-4 mol/L，c(N2)＝4.5×10-4 mol/L，平衡常数K＝＝5 000，C错误；该反应为气体化学计量数之和减小的反应，缩小容器容积，压强增大，平衡正向移动，NO的转化率增大，D正确。 18．工业合成尿素以NH3和CO2作为原料，其能量转化关系如图所示。 已知2NH3(l)＋CO2(g)===H2O(l)＋H2NCONH2(l)　ΔH＝－103.7 kJ·mol-1。 下列有关说法正确的是(　B　) A. ΔS1>0，ΔH4>0 B. ΔH1＝－10.0 kJ·mol-1 C. H2NCOONH4比H2NCONH2能量低，更稳定 D. 过程③反应速率小，使用合适催化剂可减小ΔH3而加快反应 【解析】 二氧化碳气体转化为液态二氧化碳是熵减的过程，故A错误；由盖斯定律可知，①＋②＋③得反应2NH3(l)＋CO2(g)===H2O(l)＋H2NCONH2(l)，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝ΔH1＋(－109.2 kJ·mol-1)＋(＋15.5 kJ·mol-1)＝－103.7 kJ·mol-1，则ΔH1＝－10 kJ·mol-1，故B正确；反应③为吸热反应，说明H2NCOONH4比液态水和H2NCONH2的总能量低，无法比较H2NCOONH4与H2NCONH2的能量高低，所以无法判断两者的稳定性强弱，故C错误；过程③使用合适催化剂可降低反应的活化能，但不改变反应热ΔH3的大小，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$